廣州西塔主塔樓屋面玻璃天窗鋼架安裝方案探討

深圳金粵幕墻裝飾工程有限公司 518029

摘要：本文從實(shí)際施工的角度分析了廣州西塔主塔樓玻璃天窗鋼架的安裝方案；重點(diǎn)闡述了該玻璃天窗鋼架在安裝過程中的幾個(gè)關(guān)鍵施工技術(shù)及措施（如：分區(qū)段施工、鋼絲拉索操作平臺等）；從而為類似幕墻工程的合理設(shè)計(jì)、制作和安裝提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：天窗幕墻；施工方案；分區(qū)段施工；鋼絲拉索平臺

一、工程概況

廣州西塔屋面玻璃天窗位于主塔樓103層，整體造形和西塔中庭鉆石幕墻類似，也呈現(xiàn)出“鉆石面”效果，天窗上表面由許多四棱體可拆卸玻璃板塊組成，每個(gè)四棱體板塊的傾斜角度各不相同。下部的支撐鋼架為一個(gè)網(wǎng)狀的空間結(jié)構(gòu)，各組成桿件也隨天窗表面造形呈現(xiàn)出不同的傾斜角度。鋼架效果圖如圖（1）所示。

圖（1）鋼架效果圖

鋼架總重約32噸、最大直徑約28米，拱高約2.5米，主受力構(gòu)件為GL1 300*200*16*16mm箱形梁和GL2 300*150*12*12箱形梁、次受力構(gòu)件為GL3 150*100*8鋼通。

二、施工流程

現(xiàn)場測量放線、復(fù)核——鋼架工廠制作、預(yù)拼裝、運(yùn)輸——鋼架現(xiàn)場地面拼裝——拉索平臺搭設(shè)——A區(qū)主受力鋼架吊裝——檢查復(fù)核、焊接——B區(qū)主受力鋼架吊裝——檢查復(fù)核、焊接——鋼架次受力桿件安裝、焊接——檢查驗(yàn)收——防腐涂裝

三、天窗鋼架的安裝思路

因屋面天窗鋼架直徑較大（28米）、重量較重（約32噸），由現(xiàn)場M900D塔吊的性能參數(shù)可知，塔吊主臂長45.8米，作業(yè)半徑37.5米時(shí)，最大吊重28.7噸，無法將鋼架整體起吊。

結(jié)合桿件的主次受力情況，本次擬將天窗主受力鋼架劃分為如圖（2）所示的二個(gè)區(qū)段進(jìn)行安裝，A區(qū)段整體吊裝，B區(qū)段桿件單獨(dú)起吊，最后再逐根安裝次受力桿件。

圖（2）——鋼架分區(qū)圖

四、鋼架的制作、運(yùn)輸及現(xiàn)場地面拼裝

1、鋼架制作及運(yùn)輸

因受現(xiàn)場制作條件的限制，同時(shí)也為保證屋面天窗鋼構(gòu)件的加工制作精度，該工程鋼架在工廠制作，預(yù)拼裝無誤后，再分解成適合于運(yùn)輸?shù)臉?gòu)件，加固后用大型運(yùn)輸車運(yùn)至工地，由工地按吊裝方案組裝成適合吊裝的區(qū)段。

2、A區(qū)段現(xiàn)場地面拼裝

1）、A區(qū)段地面胎架詳圖，胎架高度1.5m，鋼架起拱高度為1959～2247mm。如圖（3）所示

圖（3）——拼裝胎架節(jié)點(diǎn)圖

2）、現(xiàn)場在地面胎架布置完畢，胎架上弦桿布置36a工字鋼，高度為400～600mm，工字鋼上方鋪設(shè)20mm鋼板，以便對鋼架標(biāo)高進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3）、A區(qū)段胎架平面布置，如下圖（4）所示。

圖（4）——A區(qū)段胎架平面布置圖

6）、A區(qū)段和B區(qū)段斷開位節(jié)點(diǎn)連接通過在天窗鋼架就位時(shí)加裝接頭芯套（長度由設(shè)計(jì)驗(yàn)算后確定）。

在安裝B區(qū)段桿件時(shí)，將接頭芯套按施工進(jìn)度逐個(gè)插入A區(qū)段相應(yīng)桿件內(nèi)，芯套露出長度約10mm，B區(qū)段桿件吊裝就位后，撥出接頭芯套至平分位置，調(diào)整好B區(qū)段件桿后，即可焊接固定。

五、鋼架吊裝

1、A區(qū)段主受力鋼架凈重18噸（塔吊37.5米范圍內(nèi)、吊重28.7噸），措施重量約1.2噸，滿足吊裝要求，A區(qū)段主受力鋼架吊裝就位后，可自成一個(gè)穩(wěn)定體系，減少了臨時(shí)固定措施，也有利于后續(xù)B區(qū)段各桿件及次受力構(gòu)件的吊裝。

2、A區(qū)段地面拼裝完成后，對各個(gè)相交點(diǎn)部位按照深化圖紙，測量組進(jìn)行實(shí)物與電腦模擬核對，發(fā)現(xiàn)超規(guī)范誤差，立即進(jìn)行修正。

3、同時(shí)，測量組還應(yīng)對天窗鋼架支座實(shí)際位置進(jìn)行復(fù)測，并與設(shè)計(jì)圖紙和鋼架實(shí)物進(jìn)行比對，若發(fā)現(xiàn)個(gè)別支座位置偏差較大，必要時(shí)可對鋼架相應(yīng)支腿進(jìn)行修正。

4、預(yù)先在A區(qū)要整體吊裝箱型梁的下部增設(shè)臨時(shí)支撐，如下圖（5）所示。

5、本次A區(qū)吊裝，共設(shè)置3個(gè)吊點(diǎn)，吊點(diǎn)布置如下圖（6）所示，在吊點(diǎn)處用鋼絲繩綁扎起吊。

A區(qū)段鋼架的在起吊前，還應(yīng)對外伸六根桿件做適當(dāng)保護(hù)，可在最外端“開口”位焊雙排（兩根）腳手管，以防吊裝時(shí)發(fā)生偶然碰撞，產(chǎn)生較大變形。

圖（5）——吊裝箱型梁下部支撐節(jié)點(diǎn)

圖（6）——A區(qū)吊點(diǎn)布置示意圖

6、A區(qū)段整體吊裝就位，在鋼架未完全坐實(shí)在支座上時(shí)，即對A區(qū)鋼架進(jìn)行軸線、標(biāo)高校正，校正無誤后，塔吊松鉤，使鋼架完全坐實(shí)在支座上，隨后將鋼架與支座焊接固定。

7、接著單獨(dú)吊裝B區(qū)段桿件及各次受力桿件。

吊裝方法：為便于安全吊裝及桿件就位調(diào)整，每根桿件（箱型鋼梁）焊2個(gè)吊耳，雙面焊接。

B區(qū)段各桿件及各次受力桿件吊裝就位后，要實(shí)時(shí)進(jìn)行位置校正，無誤后，方可焊接固定。

六、保證措施--拉索安全平臺

圖（7）

圖（8）

因中庭內(nèi)有總包單位的施工電梯及臨時(shí)走道板等諸多設(shè)施，我司若用腳手管搭設(shè)天窗操作平臺，勢必要占用中庭多個(gè)樓層空間，且會過多限制到中庭電梯的使用，為盡量減少空間的占用，本次屋面天窗安裝擬采用鋼絲繩拉索平臺。

拉索平臺可在A區(qū)段主受力鋼架安裝前進(jìn)行搭設(shè)。

搭設(shè)方法如下：

1）隨總包單位進(jìn)度，在103層樓面中庭井口邊沿墻體后200～500mm的位置預(yù)埋φ20 U形卡環(huán)，間距1米，如圖（7）所示。

2）先拉設(shè)φ16主受力鋼絲繩，位置如圖（8）中的粗實(shí)線所示。

將長度合適的主受力鋼絲繩一端用3個(gè)φ16的馬蹄扣固定于預(yù)埋的φ20 U形卡環(huán)上，另一端用同樣方法連接一個(gè)φ20花欄螺絲，將花欄螺絲鉤在對邊對應(yīng)的預(yù)埋U形卡環(huán)上。連接完成后，調(diào)節(jié)花欄螺絲將鋼絲繩稍稍繃直。如圖（9）所示。

圖（9）

3）再用同樣的方法安裝其它φ10次受力鋼絲繩，安裝位置如上圖（8）細(xì)黑線所示，次受力鋼絲繩位于主受力鋼絲繩之上。

4）全部鋼絲繩拉結(jié)完成后，將井口周邊鋼絲繩交叉點(diǎn)處用馬蹄扣（φ10）鎖定。鎖定位置如圖（8）中的黑點(diǎn)位置。

5）再在鋼絲繩上滿鋪大眼網(wǎng)，并用鐵絲綁扎，再滿鋪20mm厚木板，并用φ2.5鐵絲綁扎，從外向內(nèi)逐漸向鋪設(shè)，邊鋪設(shè)邊將鋼絲繩交叉點(diǎn)用φ2.5鐵絲綁扎（圖8中非黑點(diǎn)位），或用馬蹄扣鎖定（圖8中黑點(diǎn)位），直至全部完成。

7）在吊裝完A區(qū)段的鋼架并焊接完成后，在圖（8）所示的1、2號點(diǎn)位各拉一條φ16鋼絲繩，拉于A區(qū)段鋼架上，以防操作平臺上人后，中心下墜過多。

8）操作平臺的拆除方法同安裝方法相反，逆向操作即可拆除。

拆除時(shí)間：屋面天窗玻璃僅剩周邊一圈，天窗鋼架下部內(nèi)側(cè)的收口鋁板已安裝完成后拆除。

在此之前亦可作為安裝天窗玻璃時(shí)的防護(hù)棚之用。

七、安全注意事項(xiàng)

1、A區(qū)段鋼架試吊時(shí)，按預(yù)先設(shè)定各吊點(diǎn)吊裝鋼絲繩的長度，由專業(yè)起重工可靠綁扎，并在地面試吊，觀察瞬間變形，確保構(gòu)件水平起吊。

2、吊裝前，要綁扎纜風(fēng)繩，以利于鋼架就位安裝。

3、吊裝時(shí)，地面上拉警戒線并設(shè)專人看護(hù)。70層樓面內(nèi)庭井口周邊同樣設(shè)警戒線及專職看護(hù)人，并禁止無關(guān)人員進(jìn)入內(nèi)庭。

4、吊裝應(yīng)選在無風(fēng)或微風(fēng)的時(shí)間里進(jìn)行。

5、鋼架到達(dá)屋面時(shí)，施工人員應(yīng)撤至安全地帶，待鋼架在就位點(diǎn)上方約1米高度穩(wěn)定后，施工人員方可上前在鋼架外側(cè)幫扶。

6、在鋪設(shè)拉索平臺大眼網(wǎng)、木板及后續(xù)施工時(shí)，施工人員一定要拉專用安全繩，并將安全帶掛于其上，所用工具應(yīng)綁防墜繩并系于腰間。

7、小物品、材料等應(yīng)放在安全的地帶，隨用隨取。

8、在施工過程中，拉索平臺一次上人不超過8個(gè)，且應(yīng)盡量分組均布在平臺之上。

9、工作面附近應(yīng)放置滅火器，焊接及動(dòng)火切割時(shí)，應(yīng)設(shè)接火斗或防火擋板。

10、其它未盡事宜，按有關(guān)國家安全法規(guī)、監(jiān)理、總包及我司相關(guān)的規(guī)定執(zhí)行。

八、結(jié)束語

廣州西塔屋面玻璃天窗是區(qū)別于常見天窗的一種新穎天窗幕墻形式，它既能滿足較好的通透性，又實(shí)現(xiàn)了鉆石面的美觀造型，建筑空間亦富有個(gè)性，并且擁有較強(qiáng)的藝術(shù)感染力。該工程中天窗鋼架的安裝是整個(gè)天窗安裝過程中非常關(guān)鍵的一環(huán)，天窗鋼架質(zhì)量的好壞直接決定了該天窗能否實(shí)現(xiàn)建筑師的意圖、能否保證整個(gè)天窗幕墻的質(zhì)量及使用者的安全。項(xiàng)目部在天窗鋼架施工中采用了分區(qū)段施工方法和較新穎的鋼絲拉索安全平臺措施，為高空中鉆石天窗的完美實(shí)現(xiàn)提供了非常有利的保障，并為整個(gè)工程的如期完工創(chuàng)造了條件。